Energía y trabajo

Energía

Consideraremos que un cuerpo puede tener energía debido a su posición, a su movimiento o a interacciones con el medio (es decir, le transfieren o le quitan energía).

La energía de un cuerpo o un sistema puede cambiar

entonces si varían la posición, la velocidad o si existen interacciones (Ejemplo: Rozamientos, choques....).

Energía Mecánica

Es la energía debida a la posición y al movimiento y es por tanto suma de la energía cinética y potencial.

Si las fuerzas son conservativas la energía mecánica es:

Em=Ec+Ep=cte

Las fuerzas de rozamiento no son conservativas (hay pérdidas por calor).La energía mecánica no se mantiene cte. en sistemas con Fr.

Energía cinética+Energía Potencial

Si sabemos que la energía mecánica se mantiene cte podemos utilizar:

Ejemplo 1:

Una pelota se deja caer desde 100 m de altura.

Calcula la velocidad con la que llega al suelo:

Podemos despejar la velocidad y obtener:

Trabajo

Decimos que se realiza un trabajo cuando una fuerza actúa en la dirección del desplazamiento.

Importante: Si una Fuerza no actúa integramente en la dirección del movimiento debemos considerar únicamente la componente de esa fuerza en la dirección del movimiento:

Ejemplo 2:

Calcula el trabajo realizado cuando la fuerza F=100N actúa sobre la caja durante 20 m. (El án-gulo 'a' es 30º) :

Caso1: W=F·d=(100·20)Julios

Caso2: W=Fx·d=F·cos(a)·d=(100·0.5·20)Julios

Fuerzas no conservativas

Cuando sobre un sistema actúan fuerzas no con-servativas (como las de Rozamiento, Frenado, Choque...), la energía mecánica no se conserva.

La energía perdida se emplea en realizar un traba-jo.

La Fuerza F es la de Rozamiento, frenada..etc.

Ejemplo 3:

Una Pelota rueda por un plano horizontal a 10m/s. Disminuye su velocidad un 20% en 50m. Calcula el coeficiente de rozamiento:

Calculamos la fuerza de rozamiento sabiendo que: